摘要：本文从非晶合金变压器的目前的状况和发展情况出发，随后阐述了非晶合金变压器的种类和特点，分析了目前推广非晶合金变压器的原因和有利条件，并指出阻碍其推广使用的问题。非晶合金变压器由于非晶材料的特殊性能，它比传统用硅钢片作为铁心的变压器空载损耗下降70%以上，空载电流下降约80%，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方，这对于节约能源，响应国家的节能降耗政策是一个很好的设备。但同时非晶合金变压器在噪音、机械强度、抗短路能力等方面的问题又阻碍它的推广使用。随后本文还讨论非晶合金变压器的节能性，经济性和环保性，以及非晶合金变压器和传统变压器的不同之处和优缺点。
关键词：变压器；非晶合金；节能
一、绪论
我国是一个能源紧缺的国家，同时也是世界上能源消费增长最快的国家之一，我国建设节约型社会的一项必不可少的国策就是节能。为满足保护生态环境和社会可持续发展的需要，非晶合金变压器已经被国家发改委列为重点推广的节电产品。
非晶合金变压器可分为油浸式和干式两种。非晶合金干式变压器包括环氧浇注式和敞开式两种型式，以环氧浇注型式为多。环氧浇注非晶合金干式变压器与普通的环氧浇注干式变压器在结构上有着较大差异，是因为它们铁心材料性能和结构上的差异，。非晶合变压器的金铁心设计成矩形截面，一般采用三相四框五柱式结构；高低压绕组做成矩形，低压绕组一般为箔绕式，高压绕组为线绕式、环氧树脂浇注结构。如果能从技术上解决其受力、噪声、以及成本问题，凭借其良好的节能性、经济性和环保性，非晶合金干式变压器将有着广阔的应用前景。
二、非晶合金干式变压器的环保性、节能性和经济性
（1）环保性
非晶合金变压器可节省大量的发电燃料，减少对大气的污染，其节能效果显著，因此，非晶合金变压器有“没有发电机的绿色发电厂”的称号。而且非晶合金组合式变压器一般小于传统的变压器，因此可节省大量建筑材料和土地。
（2）节能性
非晶合金材料的导磁性能十分突出，更容易用极少能耗消磁或者磁化，因此，相对于传统变压器，非晶合金变压器的空载损耗是很低的。例如500KV.A的变压器，非晶合金变压器和S9型变压器的空载损耗分别为450W/h和900W/h。相比于S9型变压器的空载损耗，非晶合金变压器低大约50%，突显出其节能效果。
（3）经济性
非晶合金变压器采用的是新技术和新材料，工艺也相对变得复杂，因此，价格比传统的变压器高，通常比同型号的传统变压器高大约3成，但由于其节能性突出，运营成本低，所以宏观来看，综合使用成本比传统变压器要低。虽然非晶合金变压器的价格一般高出3成，但所增加的成本可在变压器运行3到5年内可以收回。
以500kv.A和1600kv.A两个容量规格为例子，用10kv电压等级的SBH15型非晶配电变压器和传统变压器S9、S11的节能效果作对比，如表2-1
表2-1节能效果对比
三、非晶合金干式变压器与传统变压器的比较
非晶合金变压器与传统变压器S9的经济效益比较如下表3-1和3-2
表3-1配电变压器空载和负载比较表
表3-2配电变压器运行成本比较表
从上图可以看出，非晶合金变压器比传统的变压器有更高的经济效益。
非晶合金变压器与传统变压器结构的比较：
（1）非晶合金铁心的结构可分为单环式、叠环式、叠片式、搭接式卷铁心、气隙分布式五种。通常铁心采用搭接式，这是考虑到铁心强度、铁心和绕组的夹紧和铁心受力等各类因素的合理选择。
（2）非晶合金变压器的铁心截面为矩形，一次和二次绕组都加工成带圆角矩形，从而提高了导线的利用率。相对于采用多级圆形截面铁心，可节省电磁线材料和铁心材料，还可提高邮箱内的填充率。
（3）非晶合金变压器不以非晶合金铁心为主支承结构件，绕组的压紧自成体系，以减少绕组和器身对铁心的压力。
（4）与硅钢片铁心变压器的噪音相比，非晶合金变压器的噪声要高6dB到8dB。
（5）在规定标准的绝缘水平下，非晶合金变压器的主绝缘距离比硅钢片变压器小。
（6）非晶合金材料的涡流损耗低，约为硅钢片的20%～30%，因此空载损耗和空载电流都有大幅度的下降。
（7）与同容量的硅钢片变压器铁心相比，非晶合金铁心截面积要大，这是因为非晶合金带的工作磁密比硅钢片低。与同容量硅钢片铁心变压器高低压绕组主空道的周长相比，非晶合金变压器长得多，这是因为在截面相同的条件下，矩形周长比圆形长。
四、小结
非晶合金变压器是用新型导磁材料——非晶合金来制作铁心的新型节能变压器。首先要阐明的是非晶合金存在多种优越性，有大力推广的必要。但是必须明确推广的过程也受到非晶合金变压器一些缺点的限制。因此，需要在非晶合金变压器的设计上去解决噪音、机械强度、抗短路能力等方面的问题。主要的思路是先从整体上了解非晶合金变压器的铁心和线圈的结构，再详细对其进行设计研究，设计好后对铁心和线圈进行各种电磁计算，深入了解非晶合金变压器的内部结构和运行条件。一些重要设计思路陈述如下：
（1）非晶合金铁心的截面为矩形，所以把绕组设计为撑圆角矩形。
（2）为了降低漏抗压降，改善电流质量，让奇次谐波能相互抵消，所以把非晶合金变压器的铁心总体结构设计成三相五柱式。
（3）由于非晶材料对力的灵敏度高，空载损耗会随着压力的增大而增加，为了减少绕组和器身对铁心的压力，非晶合金变压器不以铁心为主支承结构件，绕组的压紧自成体系。
（4）非晶合金变压器的噪声比硅钢片铁心变压器高，这是它的主要缺点之一，为了更好的解决这个问题，对铁心密度参数和铁心夹紧程度要特殊处理
（5）由于非晶合金变压器铁心采用三相五柱式结构，当采用Yyn0联结时，三相不平衡负载电流会造成三相电压的严重失衡，因此联结组要采用Dyn11型，以减少谐波对电网的影响和改善供电质量。
但是因为本文始终没有做出实物，只在理论上进行研究，所以与实际相比可能存在误差，俗话说“实践出真知。”所以我觉得我对非晶合金变压器的研究还只是停留在表面阶段，日后还需更深入地去接触，了解和研究。
参考文献
[1]杨中地，武颖，非晶合金变压器[J]，变压器，2007年，第44卷，第7期，第1页。
[2]刘燕，黎剑锋，蔡定国，非晶合金干式变压器的特点及性能分析[J]，电气制造，2007年，第4期，第48页。
[3]刘燕，唐金权，张建军，非晶合金干式变压器几个关键问题[J]，变压器，2007年，第44卷，第6期，第7页。
[4]杨中地，非晶合金变压器的设计计算[J]，电气制造，2007年，第11期，第60页。
[5]虞兴邦，姜在秀，韩涛，非晶合金铁心组合式变压器噪声的降低[J]，噪声与振动控制，2002年，第2期，第45页。
论文作者:冯建杰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：合金论文; 变压器论文; 铁心论文; 绕组论文; 硅钢片论文; 节能论文; 矩形论文; 《电力设备》2018年第16期论文;